By Hannah Singleton, WIRED US

2020년 카메론 피크 화재(2020 Cameron Peak Fire) 이후 콜로라도주 카치 라 포드레 강(Cache la Poudre River)의 강둑에 서면, 수심이 깊은 구역의 물이 검은색으로 보일 것이다. 재와 새까맣게 탄 토양이 걸쭉해져 17만여 명이 거주하는 포트콜린스 시내에 식수를 공급하는 저장소로 흘러 들어간다. 몇 주 후 물이 정화되기는 하지만, 미국 산림청 록키마운틴 연구소(US Forest Service Rocky Mountain Research Station) 생화학자인 찰스 로드스(Charles Rhoades) 연구원은 분수령에서 산불 피해로 생성된 오염원을 계속 발견한다고 말했다.

최근 연구를 통해 일부 분수령은 산불이 발생하고 5년도 지나지 않아 복구 작업에 착수했다. 그러나 산불 이전과 다른 모습으로 바뀌어 완벽한 복구가 전혀 불가능한 곳도 적지 않다. 지구온난화 여파로 산불 피해 건수와 산불 발생 지역 면적, 산불 강도 모두 커지는 가운데, 수문학자와 생태학자, 수자원 관리 담당 료가 서둘러 산불 피해로 오염된 물이 인간과 생태계로 흘러갈 때의 여파를 파악하고는 그 위험성을 완화하고자 서두르는 추세이다.

보존 상태가 우수한 삼림의 토지에는 솔잎, 고엽, 먼지 등이 흩어져 있다. 로드스 연구원은 “솔잎, 고엽, 먼지 등 숲의 토지에 흩어진 잔해는 일종의 스펀지 역할을 한다. 폭우가 쏟아질 때는 지반층이 천천히 이동하도록 하여 토양으로 착각하도록 한다”라고 말했다. 화재가 발생하여 땅이 불에 탈 때는 초목과 유기 물질을 태운 뒤 땅에 흩어진 물질이 거의 없어 침식 위험성이 가장 높은 상태가 된다. 이때 빗물은 땅속으로 스며들지 않고, 표면으로 바로 미끄러지면서 빠른 속도로 이동하여 토양이 움직이도록 하여 물가와 강으로 운반한다. 이 과정을 통해 퇴적물이 쌓이고, 물의 화학적 성질도 왜곡한다. 로드스 연구원은 심각한 산불 피해 발생 후 15년이 지난 강가에서 질소 등 일부 영양분 농도가 증가한 사실을 확인했다. 질소는 식수 오염에 직접 영향을 미치지 않지만, 유해한 조류 번식으로 이어질 수 있는 영양분이기도 하다. 그러나 다른 곳에서는 망간, 철 등 중금속 농도가 상승했으며, 수자원 처리 과정이 복잡해진 원인이 된 심각한 산불 피해로도 이어졌다.

미국 서부 지역 전역과 마찬가지로 뉴멕시코주 타오스와 캘리포니아주 산타크루즈 지역도 기후변화와 수십 년간의 산불 진압 관행 때문에 산불 발생 주기와 발생 기간 모두 길어졌다. 미국 산림청을 포함한 복수 토지 관리 담당 기관은 20세기 중 대부분의 시간 동안 산불 발생 시 피해 지역 전체가 불에 타도록 두었다. 산림을 보호하기 가장 좋은 방법이라고 판단했기 때문이다. 자연적으로 발생한 피해 규모가 적은 산불이 산림 보호에 도움이 되어 연료 역할을 하는 다 자라지 않은 작은 나무와 고사목의 밀도 축적을 막는다.
 
워싱턴주 위트만대학 교수 겸 환경사회학자, 야생 토지 산불 진화 자원 봉사자인 알리사 코드너(Alissa Cordner) 교수는 “화재 진압 역사 140년 동안 토지의 연료가 대대적으로 쌓였다. 여기에 극심한 기후 현상이 더해지면서 이전보다 훨씬 더 심각한 산불 피해가 커질 확률이 상승했다”라며, “산림 인근 거주자가 증가했으며, 황무지와 도시 경계로 이주하는 주민도 증가했다”라고 말했다. 분수령을 따라 산불 피해가 발생한 지역은 어디든지 수질 오염 위험성이 높다.

로드스 연구원은 “소비자는 기본적으로 산불 피해가 수질 오염으로 이어질 수 있다는 사실을 거의 인지하지 못한다”라고 전했다. 산불 피해 이후 수자원 공급사는 산림청, 미국 지질조사국, 지역 관리 기관 등과의 협력으로 지역 주민이 수자원을 사용할 수 있는 곳에서 수질 오염 여파를 겪는 사례가 없도록 보장한다. 이 과정에서 주기적인 수질 검사와 퇴적물 제어 구조물 설치가 진행된다. 간혹 수자원 처리 규정을 변경하여 오염 물질 운반 수준을 다룬다.

퇴적물은 공공시설 관리 기업이 가장 우려하는 대상이다. 수처리에 대비하는 여과 시스템을 막기 때문이다. 덴버 수자원 공급 시설 분수령 계획 관리자 앨리슨 위더리지(Alison Witheridge)는 “퇴적물이 쌓이는 일을 막도록 처리 과정 속도를 늦추어야 한다. 수자원 처리 시 에너지와 화학 물질 소모량이 증가한다”라고 말했다. 퇴적물이 지나치게 많을 때는 수처리 공장에서 물을 얻을 수 없다.

2012년 헤이만 산불 이후 수자원 공급 기관이 대체 수자원 공급으로 일시 전환해야 할 정도로 퇴적물이 급격히 증가했다. 또 다른 산불 오염원인 탄소도 수자원 관리 과정에서 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 로드스 연구원은 “수자원 처리 시설에서 물에 염소를 넣으면, 발암 물질을 일부 생성할 수 있다. 특히, 수자원 처리 시설을 사용하지 않을 때는 시설로 탄소를 보내고자 하는 충동을 느끼게 되는 문제가 발생한다”라고 말했다.

특정 출처에서 물을 끌어오는 간단한 구조의 수자원 처리 시설을 갖춘 시 정부의 오염 위험성이 매우 크다. 미국 지질조사국 수문학 연구원인 셰일라 머피(Sheila Murphy) 박사는 “깨끗한 수자원 공급을 원하지만, 실제로는 광범위한 처리 시설이 필요하지 않을 것이다”라며, “따라서 수자원 처리 시설이 없는 일부 분수령 지역에서는 매우 큰 영향이 발생할 것이다. 이제는 산불 피해에 익숙하지 않았던 지역에서도 산불 피해 사례가 증가할 것이다”라고 전했다.

분수령에 쌓인 퇴적물 복구 작업이 유일한 해결책이다. 산불 때문에 기반 시설이 손상된다면, 여러 도시에서 불에 탄 파이프의 화학물질 오염 위험성을 다루어야 한다. 2021년, 콜로라도 루이즈빌 일대에서 마셜홀 산불(Marshall Fire) 피해가 극심했을 당시 가구와 건물 수백 채게 불에 탔다. 루이즈빌은 캘리포나이주 파라다이스 등 산불 피해 여파로 기반 시설이 불에 탈 위험성을 겪은 지역 공동체의 사례를 알고 있었기 때문에 가장 흔한 산불 관련 오염원이자 발암 물질인 휘발성 유기화합물과 반휘발성 유기화합물 포함 여부를 확인할 대규모 수질 샘플 검사를 진행했다.

루이즈빌 공공재 부책임자 코리 피터슨(Cory Peterson)은 “체계적인 수질 검사와 정화 작업으로 지역별, 구역별, 가정별 수질 정화가 가능했다. 수자원 분배 체계는 비교적 빠른 속도로 정상화되었으나 가정마다 수자원을 공급하는 개별 서비스의 안정성도 확인하고자 했다”라고 말했다. 루이즈빌시 관계자는 가정용 재구축 과정을 통해 수질 검사를 이어가면서 지역사회가 부동산의 수질 상태를 확인할 때 활용하는 수자원 지도를 생성했다.

여러 시 정부는 긴급 상황에 적절히 대응할 다양한 수단과 포괄적인 지식을 갖추었다. 그러나 콜로라도주립대학교 부교수 겸 생태과학자 매트 로즈(Matt Rose)는 “생태계 변화가 수자원 공급 상태에 미친 장기 여파는 아직 밝혀지지 않았으며, 연구가 부족한 상태이다”라고 말했다.

적절한 대응과 복구는 지역별 지형과 기존 수자원 공급, 기반 시설 등에 달려있다는 점에서 까다롭다. 미국 지질조사국은 현재 캘리포니아주, 오리건주, 뉴멕시코주, 몬태나주, 콜로라도주에서 지역별 분수령 산불 피해 대응을 파악하기 위한 연구를 진행 중이다. 머피 연구원은 “일부 지역은 산불 피해 회복력이 매우 훌륭하다. 반대로 뉴멕시코 등 극심한 폭풍 피해가 발생한 일부 지역은 심각한 손상과 수자원 저장소를 막는 퇴적물 반응이 매우 크다”라고 말했다.

지질학과 강수량 외에도 고려해야 할 부분이 더 있다. 머피 연구원은 “지역 내 잔해 광물이 존재하거나 농지로 사용한 적이 있는 토지인가, 도시와 황무지 경계 지역인가도 고려해야 한다. 모두 분수령에서 발견하게 되는 요소에 큰 영향을 미친다”라고 말했다. 미국 지질조사국은 연구를 마치면, 수자원 공급사에 특정 지역의 잠재적 위험성을 더 자세히 알려 도시의 위험성 대비 수준을 향상하고자 한다.

강가에 원격 센서를 설치하여 실시간 수질 측정 작업을 한 경험이 있는 로즈 부교수는 데이터 수집과 모니터링 작업도 중요하다고 말했다. 실시간 수질 측정 센서 사용 사례는 갈수록 보편화되어 융해된 산소 농도, 산도, 강가에 쌓인 퇴적물 등 기본적인 변수를 파악한다. 위더리지는 “수자원 처리 체계의 구성을 파악하고, 초기 경고를 제공하는 데 유용하다”라고 전했다.

산불 피해 발생 시점 기준 수년간 이어지는 장기 작업도 존대한다. 토지 관리자는 나무를 심어 토양을 안정화하거나 관목이 강가와 가까운 곳에 자리를 잡아 분수령의 기능 복구에 도움을 줄 수 있다. 나무 베기나 산림 정화 등 기본적인 작업으로 산불 피해를 예방할 수 있다. 혹은 적어도 심각한 피해를 막을 수는 있다.

전반적으로 산불 관리 작업이 비교적 더 중요한 방향으로 바뀌고 있다. 코드너 교수는 “단순히 불에 탄 지역 면적이나 구조물 수만 고려하지 않고, 분수령이나 산불 연기가 확산된 지역 주민의 건강에 미칠 영향도 고려한다. 산불의 모든 파급 효과는 산불 피해를 최대한 완화해야 할 시급성을 일깨워준다”라고 설명했다.

** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
Wildfires Are Contaminating Water Supplies